CN102517244A - 一种提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法，所述方法包括下述步骤：1)将螺旋藻接种到培养基中，在26-38℃，pH＝8.25-9的培养条件下培养3-10天，使其达到对数生长期；2)将步骤(1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到25～35℃，pH控制在9～11，锌离子浓度达到0.01～0.09mol/L，培养7-14天，获得富含金属硫蛋白的螺旋藻。本发明提供的方法大幅度地扩大了金属硫蛋白的来源以及降低了金属硫蛋白的生产成本，利用螺旋藻提取金属硫蛋白具有突出优点，生长迅速，产量大，加工容易，利用本发明方法培养的螺旋藻细胞的金属硫蛋白的含量比传统养殖方法增加了100％以上。

Description

一种提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法
技术领域
本发明涉及生物量积累及提取领域，具体地，涉及提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法。
背景技术
金属硫蛋白(Metallothionein，MT)是一类低分子质量、高巯基含量、能结合金属离子具有独特性能的蛋白质。研究证明，MT可以广泛的存在于各种生物体中，包括各种微生物，高等动、植物和人类的各种组织、器官。在经过合适的培养条件及培养液培养之后，采用层析的方法可以分离提取到金属硫蛋白。
金属硫蛋白分子呈椭圆形，平均分子质量为6500u，分两个结构域，每个分子含7～12个金属原子，具有特殊的光吸收。有研究发现金属硫蛋白具有很强的抗氧化活性，其清除超氧阴离子自由基的能力约为谷胱甘肽的25倍。目前商品化的金属硫蛋白大多从兔肝中诱导提取。由于其生产成本高技术难度大导致价格昂贵。对此，各国科学家展开了广泛的研究，发现在一些低等植物中也存在金属硫蛋白，而低等植物来源更广泛，生长周期更短，可以更加有效的拓宽金属硫蛋白的来源以及降低其生产成本。
发明内容
为了克服上述生产成本高技术难度大的问题，本发明对怎样提高螺旋藻中金属硫蛋白含量方面进行了大量研究，发明人通过对螺旋藻生长条件的优化，从而得到了一种提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法。
具体地，本发明的目的在于，提供一种提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法。该方法包括下述步骤：
1)将螺旋藻接种到培养基中，在26～35℃，pH＝8.25-9的培养条件下培养，使其达到对数生长期，培养3～10天可达到对数生长期；
2)将步骤(1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到26～35℃，pH控制在9～11，锌离子浓度达到0.01～0.09mol/L，培养7～14天，获得富含金属硫蛋白的螺旋藻。
优选地，本发明提供的方法包括下述步骤：
1)将螺旋藻接种到传统的Z氏培养基中，在32℃，pH＝9的培养10天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到30℃，pH控制在11，锌离子浓度达到0.03mol/L，培养10天，获得富含金属硫蛋白的螺旋藻。
上述方法的步骤1)中接种的浓度为10ml/L。
在培养过程中采用的Zarrouk氏(Z氏)培养基的配制方法如下：碳酸氢钠16.8g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硝酸钠2.4g/L，硫酸钾1.0g/L，氯化钠1.0g/L，七水合硫酸镁0.2g/L，二水合氯化钙0.04g/L，七水合硫酸亚铁0.2g/L，EDTA二钠0.08g/L，混合均匀。
上述方法中采用质量浓度为0.1mol/L的磷酸调节pH值。
上述步骤2)中的锌离子来源于硫酸锌、氯化锌、葡萄糖酸锌，优选硫酸锌。
所述步骤1)中接种量为10ml/L
本发明使用藻种为钝顶螺旋藻，在中科院水生生物研究所淡水藻种库和螺旋藻企业均可选购。
本发明还提供了上述方法在提高螺旋藻金属硫蛋白含量中的应用。
本发明提供的提高螺旋藻金属硫蛋白的含量的方法，金属硫蛋白的来源从传统主要来源为动物，拓宽到藻类，显著降低了金属硫蛋白的生产成本。利用螺旋藻提取金属硫蛋白具有突出优点，生长迅速，积累量大，加工容易，利用本发明方法培养的螺旋藻细胞的金属硫蛋白的含量比传统养殖方法增加了100％以上。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
以下实施例中采用的Z氏培养基的配制方法如下：
碳酸氢钠16.8g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硝酸钠2.4g/L，硫酸钾1.0g/L，氯化钠1.0g/L，七水合硫酸镁0.2g/L，二水和氯化钙0.04g/L，七水合硫酸亚铁0.2g/L，EDTA二钠0.08g/L，混合均匀。
实施例中所采用的螺旋藻为钝顶螺旋藻，获自中科院水生生物研究所淡水藻种库。
实施例1
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为10ml/L，在26℃，pH＝8.25的培养条件下培养7天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到26℃，pH控制在9，加入葡萄糖酸锌，使锌离子浓度达到0.01mol/L，培养7天，获得富含金属硫蛋白的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为11.6g/100g。
实施例2
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为10ml/L，在38℃，pH＝9的培养条件下培养10天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到35℃，pH控制在11，加入氯化锌，锌离子浓度达到0.09mol/L，培养14天，获得金属硫蛋白含量增高的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为9.0g/100g。
实施例3
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为10ml/L，在32℃，pH＝8.8的培养条件下培养3天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到30℃，pH控制在11，加入硫酸锌，锌离子浓度达到0.07mol/L，培养10天，获得金属硫蛋白含量增高的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为14.4g/100g。
实施例4
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为10ml/L，在30℃，pH＝8.6的培养条件下培养8天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到30℃，pH控制在11，加入硫酸锌，使锌离子浓度达到0.04mol/L，培养10天，获得金属硫蛋白含量增高的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为16.2g/100g。
实施例5
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为10ml/L，在32℃，pH＝9的培养条件下培养10天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到30℃，pH控制在11，加入硫酸锌，使锌离子浓度达到0.03mol/L，培养10天，获得金属硫蛋白含量增高的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为17.6g/100g。
比较例1
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为10ml/L，在25℃，pH＝8.2的培养条件下培养7天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，在温度仍为25℃的条件下继续培养14天，获得金属硫蛋白含量增高的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为8.7g/100g。。
比较例2
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为10ml/L，在39℃，pH＝9.0的培养条件下培养7天，使其达到对数生长期。
2)将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，在温度仍为36℃的条件下继续培养15天，获得金属硫蛋白含量增高的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为10.6g/100g。。
比较例3
传统的养殖方法为：
1)将螺旋藻接种到Z氏培养基中，接种浓度为20ml/L，在25℃，pH＝8的培养条件下培养18天，获得金属硫蛋白含量增高的螺旋藻。螺旋藻金属硫蛋白的含量为8.7g/100g。
由上述结果可知，本发明提供的方法能够大大提高螺旋藻金属硫蛋白的含量。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作出一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
1)将螺旋藻接种到培养基中，在26～38℃，pH＝8.25～9的培养条件下培养，使其达到对数生长期；
2)将步骤(1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到26～35℃，pH控制在9～11，锌离子浓度达到0.01～0.09mol/L，培养7～14天，获得富含金属硫蛋白的螺旋藻。
2.根据权利要求1所述的提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法，其特征在于，所述步骤1)为将螺旋藻接种到培养基中，在32℃，pH＝9的培养条件下培养，使其达到对数生长期。
3.根据权利要求1所述的提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法，其特征在于，所述步骤2)为将步骤1)中达到对数生长期的螺旋藻继续培养，温度调节到30℃，pH控制在11，锌离子浓度达到0.03mol/L，培养10天，获得富含金属硫蛋白的螺旋藻。
4.根据权利要求1或3所述的提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法，其特征在于，所述步骤2)中的培养基为Z氏培养基。
5.根据权利要求1或3所述的提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法，其特征在于，所述步骤2)中的锌离子来源为硫酸锌、氯化锌、葡萄糖酸锌中的一种。
6.根据权利要求5所述的提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法，其特征在于，所述步骤2)中的锌离子来源为硫酸锌。
7.权利要求1-6中任一项所述的方法在提高螺旋藻金属硫蛋白含量方面的应用。
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